JPH05329743A - 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 - Google Patents
工作機械の主軸温度制御方法及び装置Info
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- JPH05329743A JPH05329743A JP13859892A JP13859892A JPH05329743A JP H05329743 A JPH05329743 A JP H05329743A JP 13859892 A JP13859892 A JP 13859892A JP 13859892 A JP13859892 A JP 13859892A JP H05329743 A JPH05329743 A JP H05329743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 工作機械の主軸起動時に主軸温度が短時間に
所定温度になるよう、主軸頭循環冷却液の冷却制御を行
い、主軸熱変位を小さく抑えることのできる主軸温度制
御方法及び装置を提供する。 【構成】 冷却器２１と主軸頭１１との間で冷却液を循
環させ主軸を冷却する。主軸回転数に対応した主軸の発
熱仕事率を予め制御手段（ＣＰＵ）３１に記憶する。機
械制御装置（ＭＴＣ）３３から主軸起動信号と主軸回転
数を受信したとき、この回転数に対応した主軸の発熱仕
事率を求める。冷却器２１の冷却仕事率がこの主軸の発
熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不足冷却仕
事量を求め、これと等しい仕事量を追加の仕事として冷
却器２１に引き続き行わせるようＣＰＵ３１はインバー
タ２３を駆動して冷却液温度を制御する。
所定温度になるよう、主軸頭循環冷却液の冷却制御を行
い、主軸熱変位を小さく抑えることのできる主軸温度制
御方法及び装置を提供する。 【構成】 冷却器２１と主軸頭１１との間で冷却液を循
環させ主軸を冷却する。主軸回転数に対応した主軸の発
熱仕事率を予め制御手段（ＣＰＵ）３１に記憶する。機
械制御装置（ＭＴＣ）３３から主軸起動信号と主軸回転
数を受信したとき、この回転数に対応した主軸の発熱仕
事率を求める。冷却器２１の冷却仕事率がこの主軸の発
熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不足冷却仕
事量を求め、これと等しい仕事量を追加の仕事として冷
却器２１に引き続き行わせるようＣＰＵ３１はインバー
タ２３を駆動して冷却液温度を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸頭内に
循環供給される冷却液の冷却制御を行ない、主軸温度を
所定値に維持する工作機械の主軸温度制御方法及び装置
に関する。
循環供給される冷却液の冷却制御を行ない、主軸温度を
所定値に維持する工作機械の主軸温度制御方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】特公昭４８−３７９７号公報には、冷却
液（循環液）の温度上昇量をフィードバックして発熱部
に対する冷却を制御する技術が開示されている。この技
術を工作機械の主軸冷却に適用した場合における作用・
効果の一例を示す図５ののカーブ（一点鎖線）に着目
すると、主軸頭への供給液温度が時間とともに減衰曲線
を描いて所定の目標温度に収束し（同図（Ｃ））、主軸
起動によって上昇した主軸頭からの回収液温度や主軸熱
変位量がこの冷却制御により下降・維持される事が認め
られる（同図（Ａ），（Ｂ））。
液（循環液）の温度上昇量をフィードバックして発熱部
に対する冷却を制御する技術が開示されている。この技
術を工作機械の主軸冷却に適用した場合における作用・
効果の一例を示す図５ののカーブ（一点鎖線）に着目
すると、主軸頭への供給液温度が時間とともに減衰曲線
を描いて所定の目標温度に収束し（同図（Ｃ））、主軸
起動によって上昇した主軸頭からの回収液温度や主軸熱
変位量がこの冷却制御により下降・維持される事が認め
られる（同図（Ａ），（Ｂ））。
【０００３】しかしながら、このように主軸起動時から
冷却のフィードバック制御を行う場合、その応答遅れ
（冷却開始の遅れ）が大きいために、直ちに効果的な冷
却を行えないといった不都合がある。これに対して、本
出願人の手に掛かる特開昭６４−５１２５３号公報は、
主軸の起動と同時に発熱部の発熱仕事率（計算値）に等
しい冷却仕事率で冷却器の運転を開始し（フィードフォ
ワード制御）、所定時間経過後、フィードバック制御を
行う技術を開示している。これを上記同様に主軸冷却に
適用した場合における作用・効果の一例を示す図５の
のカーブ（破線）に着目すると、上記公報のそれと比較
して、主軸頭からの回収液温度が基準温度に収束するま
での時間が短くなり（同図（Ｂ））、主軸熱変位量が低
く抑えられることが認められる（同図（Ａ））。すなわ
ち、主軸起動時より迅速で効果的な冷却を開始すること
ができる。
冷却のフィードバック制御を行う場合、その応答遅れ
（冷却開始の遅れ）が大きいために、直ちに効果的な冷
却を行えないといった不都合がある。これに対して、本
出願人の手に掛かる特開昭６４−５１２５３号公報は、
主軸の起動と同時に発熱部の発熱仕事率（計算値）に等
しい冷却仕事率で冷却器の運転を開始し（フィードフォ
ワード制御）、所定時間経過後、フィードバック制御を
行う技術を開示している。これを上記同様に主軸冷却に
適用した場合における作用・効果の一例を示す図５の
のカーブ（破線）に着目すると、上記公報のそれと比較
して、主軸頭からの回収液温度が基準温度に収束するま
での時間が短くなり（同図（Ｂ））、主軸熱変位量が低
く抑えられることが認められる（同図（Ａ））。すなわ
ち、主軸起動時より迅速で効果的な冷却を開始すること
ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記後者の
改善技術は、発熱及び冷却の仕事量（＝仕事率×時間）
に関する配慮を欠くために、冷却の初期段階（フィード
フォワード制御段階）において冷却が実際的に不足して
おり、その後のフィードバック制御により徐々にそれが
解消されるものの、安定状態になるまでに結構な時間を
無駄に消費してしまう。
改善技術は、発熱及び冷却の仕事量（＝仕事率×時間）
に関する配慮を欠くために、冷却の初期段階（フィード
フォワード制御段階）において冷却が実際的に不足して
おり、その後のフィードバック制御により徐々にそれが
解消されるものの、安定状態になるまでに結構な時間を
無駄に消費してしまう。
【０００５】そこで、本発明は、主軸起動時に主軸温度
が安定するまでの時間を可能な限り短くし、以って主軸
の熱変位が安定するまでの時間を短くかつその変位自体
を小さくすることをその課題とする。
が安定するまでの時間を可能な限り短くし、以って主軸
の熱変位が安定するまでの時間を短くかつその変位自体
を小さくすることをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る主軸温度制御方法は、冷却器で冷却され
た冷却液を主軸装置内に循環して主軸温度を所定値に維
持する工作機械の主軸温度制御方法において、主軸回転
数に対応した主軸の発熱仕事率を予め求め、主軸が指定
回転数で回転したとき前記冷却器を駆動して冷却液の冷
却を開始し、前記冷却器の冷却仕事率が前記予め求めた
主軸の発熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不
足冷却仕事量とほぼ等しい仕事量を追加の仕事として前
記冷却器に引き続き行わせるようにしたことを構成上の
特徴とする。
に本発明に係る主軸温度制御方法は、冷却器で冷却され
た冷却液を主軸装置内に循環して主軸温度を所定値に維
持する工作機械の主軸温度制御方法において、主軸回転
数に対応した主軸の発熱仕事率を予め求め、主軸が指定
回転数で回転したとき前記冷却器を駆動して冷却液の冷
却を開始し、前記冷却器の冷却仕事率が前記予め求めた
主軸の発熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不
足冷却仕事量とほぼ等しい仕事量を追加の仕事として前
記冷却器に引き続き行わせるようにしたことを構成上の
特徴とする。
【０００７】また、本発明に係る工作機械の主軸温度制
御装置は、冷却器で冷却された冷却液を主軸装置内に循
環して主軸温度を所定値に維持する工作機械の主軸温度
制御装置において、冷却液を冷却する冷却器と、予め求
めた主軸回転数に対応した主軸の発熱仕事率を記憶する
記憶手段と、主軸が指定回転数で回転したとき冷却液の
冷却を開始し、前記冷却器の冷却仕事率が前記記憶した
主軸の発熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不
足冷却仕事量とほぼ等しい仕事量を追加の仕事として前
記冷却器に引き続き行わせるように前記冷却器を駆動す
る制御手段と、を具備して構成したことを構成上の特徴
とする。
御装置は、冷却器で冷却された冷却液を主軸装置内に循
環して主軸温度を所定値に維持する工作機械の主軸温度
制御装置において、冷却液を冷却する冷却器と、予め求
めた主軸回転数に対応した主軸の発熱仕事率を記憶する
記憶手段と、主軸が指定回転数で回転したとき冷却液の
冷却を開始し、前記冷却器の冷却仕事率が前記記憶した
主軸の発熱仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不
足冷却仕事量とほぼ等しい仕事量を追加の仕事として前
記冷却器に引き続き行わせるように前記冷却器を駆動す
る制御手段と、を具備して構成したことを構成上の特徴
とする。
【０００８】
【作用】発熱仕事量と等価である冷却仕事量に基づいて
主軸起動時よりフィードフォワード制御が為されるの
で、冷却液が極めて短時間のうちに目標温度に冷却さ
れ、主軸の熱変位等が効果的に抑制され、また、その後
に、冷却液温度のフィードバック制御を行えば、冷却の
安定性・信頼性等が損なわれない。
主軸起動時よりフィードフォワード制御が為されるの
で、冷却液が極めて短時間のうちに目標温度に冷却さ
れ、主軸の熱変位等が効果的に抑制され、また、その後
に、冷却液温度のフィードバック制御を行えば、冷却の
安定性・信頼性等が損なわれない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明に係る工作機械の主軸温度制御装
置の一実施例の全体概略構成図である。先ず同図を参照
して、本実施例の機械的構成について説明すると、工作
機械の基台を成すベッド（図示せず）には、主軸頭１１
が可動に取着され、この主軸頭１１内には、その先端に
加工工具（図示せず）が取り付けられる主軸１２が回転
自在に支承されている。
する。図１は、本発明に係る工作機械の主軸温度制御装
置の一実施例の全体概略構成図である。先ず同図を参照
して、本実施例の機械的構成について説明すると、工作
機械の基台を成すベッド（図示せず）には、主軸頭１１
が可動に取着され、この主軸頭１１内には、その先端に
加工工具（図示せず）が取り付けられる主軸１２が回転
自在に支承されている。
【００１０】主軸１２は、その回転時において、摩擦抵
抗等によって高発熱する軸受部（ベアリング）１４等か
らの伝熱により高温に加熱され、従って、これを冷却す
るために、主軸頭１１（主軸１２）に冷却液（図示せ
ず）を循環供給するポンプ１７を具えた冷却配管系１９
が設けられる。この冷却配管系１９には、冷却液を冷却
するための冷却器２１が付設され、冷却器２１には、イ
ンバータ２３によって駆動されるコンプレッサ２４があ
り、適宜冷媒ガスを圧縮する。
抗等によって高発熱する軸受部（ベアリング）１４等か
らの伝熱により高温に加熱され、従って、これを冷却す
るために、主軸頭１１（主軸１２）に冷却液（図示せ
ず）を循環供給するポンプ１７を具えた冷却配管系１９
が設けられる。この冷却配管系１９には、冷却液を冷却
するための冷却器２１が付設され、冷却器２１には、イ
ンバータ２３によって駆動されるコンプレッサ２４があ
り、適宜冷媒ガスを圧縮する。
【００１１】また、冷却配管系１９には、主軸頭１１か
ら回収された冷却液の温度（回収液温度）、及び冷却器
２１によって適切に冷却されそこから主軸頭１１に供給
される冷却液の温度（供給液温度）をそれぞれ検出する
回収液温度検出器２７、及び供給液温度検出器２９が介
装される。これらの温度検出器２７，２９からの液温の
データは、上記インバータ２３を制御するＣＰＵ（制御
装置）３１に入力される。ここで回収液温度は主軸頭内
を流れてあたためられた冷却液の温度であり、主軸温度
を代表した温度である。もちろん、主軸温度として、主
軸軸受外周温度等、他の箇所の温度で代表させることも
可能である。
ら回収された冷却液の温度（回収液温度）、及び冷却器
２１によって適切に冷却されそこから主軸頭１１に供給
される冷却液の温度（供給液温度）をそれぞれ検出する
回収液温度検出器２７、及び供給液温度検出器２９が介
装される。これらの温度検出器２７，２９からの液温の
データは、上記インバータ２３を制御するＣＰＵ（制御
装置）３１に入力される。ここで回収液温度は主軸頭内
を流れてあたためられた冷却液の温度であり、主軸温度
を代表した温度である。もちろん、主軸温度として、主
軸軸受外周温度等、他の箇所の温度で代表させることも
可能である。
【００１２】ＣＰＵ３１には、更に、工作機械の機械制
御装置ＭＴＣ３３からの主軸起動停止信号及び主軸回転
数を示す８ビットのＳコード信号や、ベッドの温度（基
準温度）を検出するベッド温度検出器３５からの温度デ
ータ等が入力される。また、図４に示される主軸回転数
と主軸の発熱仕事率との関係が、テーブル又は関数の形
で予め記憶される。
御装置ＭＴＣ３３からの主軸起動停止信号及び主軸回転
数を示す８ビットのＳコード信号や、ベッドの温度（基
準温度）を検出するベッド温度検出器３５からの温度デ
ータ等が入力される。また、図４に示される主軸回転数
と主軸の発熱仕事率との関係が、テーブル又は関数の形
で予め記憶される。
【００１３】以上の構成を有する本実施例の特徴的な作
動について説明する前に、先ずその前提となる計算式を
簡単に解説する。この計算式は、発熱と冷却の仕事量を
等価にするための仕事率及び動作時間を算出するもので
ある。ここで、図３は、主軸の発熱仕事率（点線）と冷
却器２１の冷却仕事率（実線）の絶対値を横軸に時間を
とってグラフに示したものである。主軸の発熱は早く、
冷却の開始はＴ1 だけ遅れることがわかる。図３を参照
すると、Ｑ1 は、発熱に対する不足仕事量（ワット・
秒）、Ｑ2 は、追加仕事量（ワット・秒）を示し、両者
を等しいものとする（Ｑ1 ＝Ｑ2 ）。要するに図３にお
いて２つの斜線面積は等しい。
動について説明する前に、先ずその前提となる計算式を
簡単に解説する。この計算式は、発熱と冷却の仕事量を
等価にするための仕事率及び動作時間を算出するもので
ある。ここで、図３は、主軸の発熱仕事率（点線）と冷
却器２１の冷却仕事率（実線）の絶対値を横軸に時間を
とってグラフに示したものである。主軸の発熱は早く、
冷却の開始はＴ1 だけ遅れることがわかる。図３を参照
すると、Ｑ1 は、発熱に対する不足仕事量（ワット・
秒）、Ｑ2 は、追加仕事量（ワット・秒）を示し、両者
を等しいものとする（Ｑ1 ＝Ｑ2 ）。要するに図３にお
いて２つの斜線面積は等しい。
【００１４】仕事量とは、仕事率に時間を乗じたもので
あり、仕事率とは、単位時間当たりの熱量である。Ｗ2
は、Ｑ1 ＝Ｑ2 とするための仕事率（ワット）、Ｗ
1 は、主軸の発熱仕事率（ワット）、を示し、Ｗ2 ＞Ｗ
1 であり、Ｗ1 と主軸回転数Ｓとは、図４に示すような
２次曲線的な関係を有する。また、Ｔ1 は、冷却を開始
するまでの無駄時間（固有の値）、Ｔ3 は、冷却器２１
の仕事率がＷ1 に到達するまでの時間（これは、Ｗ1 の
１次関数となる）、Ｔ5 は、冷却器２１が仕事率Ｗ2 で
動作する時間を示す。
あり、仕事率とは、単位時間当たりの熱量である。Ｗ2
は、Ｑ1 ＝Ｑ2 とするための仕事率（ワット）、Ｗ
1 は、主軸の発熱仕事率（ワット）、を示し、Ｗ2 ＞Ｗ
1 であり、Ｗ1 と主軸回転数Ｓとは、図４に示すような
２次曲線的な関係を有する。また、Ｔ1 は、冷却を開始
するまでの無駄時間（固有の値）、Ｔ3 は、冷却器２１
の仕事率がＷ1 に到達するまでの時間（これは、Ｗ1 の
１次関数となる）、Ｔ5 は、冷却器２１が仕事率Ｗ2 で
動作する時間を示す。
【００１５】図式的な解法から、 不足仕事量Ｑ1 ＝Ｗ1 ×（Ｔ3 ＋Ｔ1 ）／２ 追加仕事量Ｑ2 ＝（Ｗ2 −Ｗ1 ）×（Ｔ5 ＋Ｔ5 ＋Ｔ4
＋Ｔ6 ）／２＝（Ｗ2 −Ｗ1 ）×Ｔ5 （すなわち、実際上、Ｔ4 ≒０、Ｔ6 ≒０であるので）
という式が求まり、これらと上記Ｑ1 ＝Ｑ2 から、 Ｗ2 ＝Ｗ1 ＋Ｗ1 ×（Ｔ3 ＋Ｔ1 ）／２Ｔ5 ・・・・・・・・・・（１） あるいは、 Ｔ5 ＝Ｗ1 ×（Ｔ3 ＋Ｔ1 ）／２（Ｗ2 −Ｗ1 ）・・・・・・・・（２） という代入式が求まる。
＋Ｔ6 ）／２＝（Ｗ2 −Ｗ1 ）×Ｔ5 （すなわち、実際上、Ｔ4 ≒０、Ｔ6 ≒０であるので）
という式が求まり、これらと上記Ｑ1 ＝Ｑ2 から、 Ｗ2 ＝Ｗ1 ＋Ｗ1 ×（Ｔ3 ＋Ｔ1 ）／２Ｔ5 ・・・・・・・・・・（１） あるいは、 Ｔ5 ＝Ｗ1 ×（Ｔ3 ＋Ｔ1 ）／２（Ｗ2 −Ｗ1 ）・・・・・・・・（２） という代入式が求まる。
【００１６】以上を前提にして、本実施例装置の作動に
つき図２のフローチャートに基づいて以下説明する。先
ず、ステップ１０１において、予め記憶してある図４の
関係を用い、主軸回転数（Ｓコード）より主軸の発熱仕
事率Ｗ1 を求める。次いで、冷却器２１の仕事率がこの
Ｗ1 に到達するまでの時間Ｔ3 を演算する（ステップ１
０３）。このとき冷却器の冷却速度（単位時間当りの冷
却仕事率）は予め求めてある。
つき図２のフローチャートに基づいて以下説明する。先
ず、ステップ１０１において、予め記憶してある図４の
関係を用い、主軸回転数（Ｓコード）より主軸の発熱仕
事率Ｗ1 を求める。次いで、冷却器２１の仕事率がこの
Ｗ1 に到達するまでの時間Ｔ3 を演算する（ステップ１
０３）。このとき冷却器の冷却速度（単位時間当りの冷
却仕事率）は予め求めてある。
【００１７】次いで、不足仕事量Ｑ１＝追加仕事量Ｑ２
となるための仕事率Ｗ2 を、上記（１）式を用いて演算
する（ステップ１０５）。尚、このとき、Ｔ1 は予め求
めておき、また動作時間Ｔ5 を、ある特定の値Ａ（実用
上、指定される値であって、例えば、６０秒）として、
演算する。そして、ステップ１０７において、ステップ
１０５で得られた仕事率Ｗ2 が冷却器の最大冷却能力Ｃ
0 （予め決まっている固有の値）より大きいか否かの判
断を行う。
となるための仕事率Ｗ2 を、上記（１）式を用いて演算
する（ステップ１０５）。尚、このとき、Ｔ1 は予め求
めておき、また動作時間Ｔ5 を、ある特定の値Ａ（実用
上、指定される値であって、例えば、６０秒）として、
演算する。そして、ステップ１０７において、ステップ
１０５で得られた仕事率Ｗ2 が冷却器の最大冷却能力Ｃ
0 （予め決まっている固有の値）より大きいか否かの判
断を行う。
【００１８】Ｙｅｓ（Ｗ2 の値がＣ0 より大きい）の場
合、ステップ１０９に進み、最大冷却能力を上限として
冷却か行われるべきであるので、Ｗ2 ＝Ｃ0 としてこれ
を上記（２）式に代入し、必要な動作時間Ｔ5 を演算す
る。そして、この求まった動作時間の値Ｔ5 と仕事率Ｃ
0 とを充足するように冷却を行う（ステップ１１１）。
合、ステップ１０９に進み、最大冷却能力を上限として
冷却か行われるべきであるので、Ｗ2 ＝Ｃ0 としてこれ
を上記（２）式に代入し、必要な動作時間Ｔ5 を演算す
る。そして、この求まった動作時間の値Ｔ5 と仕事率Ｃ
0 とを充足するように冷却を行う（ステップ１１１）。
【００１９】他方、ステップ１０７でＮｏの場合、ステ
ップ１１５に進み、冷却器２１の動作時間を上記特定の
値Ａ、仕事率をＷ2 として冷却を行う（ステップ１１
５）。尚、ここで、供給液温度と時間との関係を示す図
５（Ｃ）を参照すると、以上のステップから成るフィー
ドフォワード制御、詳細には、常温状態の冷却液を急激
に定常状態における目標温度以下に過冷却してから目標
温度に短時間に戻すようにするこのフィードフォワード
制御により、主軸頭１１からの回収液温度が極めて速く
（短時間のうちに）基準温度に収束することが理解され
よう。
ップ１１５に進み、冷却器２１の動作時間を上記特定の
値Ａ、仕事率をＷ2 として冷却を行う（ステップ１１
５）。尚、ここで、供給液温度と時間との関係を示す図
５（Ｃ）を参照すると、以上のステップから成るフィー
ドフォワード制御、詳細には、常温状態の冷却液を急激
に定常状態における目標温度以下に過冷却してから目標
温度に短時間に戻すようにするこのフィードフォワード
制御により、主軸頭１１からの回収液温度が極めて速く
（短時間のうちに）基準温度に収束することが理解され
よう。
【００２０】そして、次のステップ１１９においては、
このようなフィードフォワード制御から一転してフィー
ドバック制御に切り換える。すなわち、主軸頭からの回
収液温度とベッド温度（基準温度）との差が一定になる
ように冷却液温をフィードバック制御し、本ルーチンを
終了する。尚、このフィードバック制御の具体例とし
て、例えば、主軸頭１１からの回収液温度とベッド温度
との比較によって目標とすべき供給液温度値をフィード
バック修正する外側ループと、この修正された目標とす
べき供給液温度値に実際の供給液温度が一致ないし近づ
くようにコンプレッサの電源周波数をフィードバック修
正する内側ループ、との２重ループ構造から成る制御系
が想到されよう。
このようなフィードフォワード制御から一転してフィー
ドバック制御に切り換える。すなわち、主軸頭からの回
収液温度とベッド温度（基準温度）との差が一定になる
ように冷却液温をフィードバック制御し、本ルーチンを
終了する。尚、このフィードバック制御の具体例とし
て、例えば、主軸頭１１からの回収液温度とベッド温度
との比較によって目標とすべき供給液温度値をフィード
バック修正する外側ループと、この修正された目標とす
べき供給液温度値に実際の供給液温度が一致ないし近づ
くようにコンプレッサの電源周波数をフィードバック修
正する内側ループ、との２重ループ構造から成る制御系
が想到されよう。
【００２１】以上のように、フィードフォワード制御と
フィードバック制御とを巧みに併用する本実施例におい
ては、上記従来の装置による結果（図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）における、）との比較から良好に理
解されるように、供給液温度が急速に降下し、主軸頭か
らの回収液温度及び主軸熱変位量が高上昇することなく
短時間に安定・収束することが実験的に認められた。こ
のような制御は工具変換毎あるいは主軸回転数が変速さ
れる毎に発生する主軸起動時に行われ、常に主軸温度は
可及的にベッド温度と同等の値に維持される。
フィードバック制御とを巧みに併用する本実施例におい
ては、上記従来の装置による結果（図５（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）における、）との比較から良好に理
解されるように、供給液温度が急速に降下し、主軸頭か
らの回収液温度及び主軸熱変位量が高上昇することなく
短時間に安定・収束することが実験的に認められた。こ
のような制御は工具変換毎あるいは主軸回転数が変速さ
れる毎に発生する主軸起動時に行われ、常に主軸温度は
可及的にベッド温度と同等の値に維持される。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、工
作機械の主軸起動時において主軸熱変位が安定するまで
の時間を著しく短くすることができ、かつ主軸の最大熱
変位量を小さく抑えることが可能となる。これにより、
工作機械の加工精度等が飛躍的に向上する。
作機械の主軸起動時において主軸熱変位が安定するまで
の時間を著しく短くすることができ、かつ主軸の最大熱
変位量を小さく抑えることが可能となる。これにより、
工作機械の加工精度等が飛躍的に向上する。
【図１】図１は、本発明に係る工作機械の主軸温度制御
装置の一実施例の全体概略構成図である。
装置の一実施例の全体概略構成図である。
【図２】図２は、作動の一例を示すフローチャート図で
ある。
ある。
【図３】図３は、発熱仕事量と冷却仕事量との関係図で
ある。
ある。
【図４】図４は、主軸回転数と主軸の発熱仕事率との関
係を実験的に求めた図である。
係を実験的に求めた図である。
【図５】図５は、本実施例の効果を示す図である。
１１…主軸頭 １２…主軸 １４…軸受部 １７…ポンプ １９…冷却配管系 ２１…冷却器 ２３…インバータ ２４…コンプレッサ ２７…回収液温度検出器 ２９…供給液温度検出器 ３１…ＣＰＵ ３３…ＭＴＣ（機械制御装置） ３５…ベッド温度検出器
Claims (2)
- 【請求項１】 冷却器で冷却された冷却液を主軸装置内
に循環して主軸温度を所定値に維持する工作機械の主軸
温度制御方法において、主軸回転数に対応した主軸の発
熱仕事率を予め求め、主軸が指定回転数で回転したとき
前記冷却器を駆動して冷却液の冷却を開始し、前記冷却
器の冷却仕事率が前記予め求めた主軸の発熱仕事率に達
するまでの時間遅れに起因する不足冷却仕事量とほぼ等
しい仕事量を追加の仕事として前記冷却器に引き続き行
わせるようにしたことを特徴とする工作機械の主軸温度
制御方法。 - 【請求項２】 冷却器で冷却された冷却液を主軸装置内
に循環して主軸温度を所定値に維持する工作機械の主軸
温度制御装置において、 冷却液を冷却する冷却器と、 予め求めた主軸回転数に対応した主軸の発熱仕事率を記
憶する記憶手段と、 主軸が指定回転数で回転したとき冷却液の冷却を開始
し、前記冷却器の冷却仕事率が前記記憶した主軸の発熱
仕事率に達するまでの時間遅れに起因する不足冷却仕事
量とほぼ等しい仕事量を追加の仕事として前記冷却器に
引き続き行わせるように前記冷却器を駆動する制御手段
と、を具備して構成したことを特徴とする工作機械の主
軸温度制御装置。
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| JP13859892A JPH0741513B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 |
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| JPH0741513B2 JPH0741513B2 (ja) | 1995-05-10 |
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| JP13859892A Expired - Fee Related JPH0741513B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 工作機械の主軸温度制御方法及び装置 |
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| JP (1) | JPH0741513B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001138175A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-22 | Kanto Seiki Kk | 工作機械の熱変形抑制方法および温度制御装置 |
| CN102781621A (zh) * | 2010-04-23 | 2012-11-14 | 三菱重工业株式会社 | 机床的立柱热变形抑制结构 |
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-
1992
- 1992-05-29 JP JP13859892A patent/JPH0741513B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001138175A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-22 | Kanto Seiki Kk | 工作機械の熱変形抑制方法および温度制御装置 |
| JP4488564B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2010-06-23 | 関東精機株式会社 | 工作機械の熱変形抑制方法および温度制御装置 |
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| CN102781621B (zh) * | 2010-04-23 | 2015-06-03 | 三菱重工业株式会社 | 机床的立柱热变形抑制结构 |
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